카이스트 생명공학과 김재섭 교수

생명활동에 최적인 적정 체온은 뇌에 의해 결정된다는 사실이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.

KAIST 생명과학과 김재섭 교수 연구팀이 초파리를 이용해 체온을 결정하는 뇌 유전자의 비밀을 찾아냈다고 밝혔다.
동물에서 적정 체온의 결정이 뇌에 의해 이루어지며, "싸이클릭에엠피(cAMP)"라는 물질의 신호체계가 핵심 역할을 하는데, 사람의 체온을 조절하는 중추신경은 뇌의 시상하부에 위치하는데 초파리에서 이러한 기능을 하는 뇌신경 부위가 "머쉬룸바디(mushroom body)"라는 것을 규명한 것이다.

연구에 따르면 "머쉬룸바디"는 뇌 신경다발이 양송이 모양으로 뭉쳐 기억과 학습을 담당하는 뇌 부위로 "머쉬룸바디"에서 "싸이클릭-에엠피"의 농도가 높아질수록 "PKA"라는 효소의 활성이 높아져서 초파리 뇌는 높은 체온을 유지하기 위한 신호를 내보낸다.

유전자 조작을 통해 "머쉬룸바디"에서만 국소적으로 "싸이클릭-에엠피"의 농도를 강제로 낮추면 초파리는 낮은 체온을 유지하려고 하고, 농도를 강제로 높이면 높은 체온을 유지하려고 한다. 이러한 현상은 사람과 같은 고등동물에서도 유사할 것으로 추정된다. 이전에 의사들이 생쥐나 개 등에서 뇌의 시상하부에 "싸이클릭-에엠피" 생성을 방해하는 약물을 주사하면 체온이 급격히 변화하는 것을 보고한 적은 있었으나 원인이 규명되지 못했다.
이번 연구 결과는 동물의 체온 결정뿐 아니라 한류성 어종과 난류성 어종 간의 수온 선호 차이, 계절마다 이동하는 철새들 간의 차이 등다른 종류의 동물들이 각기 다른 온도의 환경을 좋아하는지를 밝혀내는 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.

이번 연구는 교육과학기술부의 "뇌기능활용및뇌질환치료기술개발연구사업단"과 "세포기능제어연구센터"의 연구비 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 네이처(Nature)지 6월 30일자 인터넷판에 발표됐다.

특히 이번 연구 결과는 뇌 연구 분야에서 세계 최초의 파이오니아적 연구로 평가되어 네이처지의 "이번 주 특별 논문(Featured articles of this week)"으로 선정됐다.
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